柴油發(fā)電機組故障分析及建議
柴油發(fā)電機組是在氣輪發(fā)電機組工作段失電后向保安段供電的重要設備,主要供汽輪機頂軸油泵、交流潤滑油泵、發(fā)電機空氫側密封油泵、小機抗燃油泵、潤滑油泵、吸送風(fēng)機油站、磨煤機油站、空預器輔助電機等設備,對于防止汽輪機大軸彎曲、軸瓦燒損等重大設備事故具有非同尋常的意義。其工作性質(zhì)決定了該設備“養兵千日,用兵一時(shí)”的特點(diǎn)。因而必須具有很高的可靠性。
例如500KW康明斯柴油發(fā)電機組為重慶汽車(chē)發(fā)動(dòng)機廠(chǎng)引進(jìn)美國康明斯發(fā)動(dòng)機有限公司技術(shù)生產(chǎn)的KTA19—G2型柴油機,功率664KWh,額定轉速1500r/min。進(jìn)油噴嘴行程7.80mm,進(jìn)氣門(mén)間隙0.36mm,排氣門(mén)間隙0.69mm,12氣缸V型排列,缸徑159mm
,雙進(jìn)雙排氣,總排量37.8升。該發(fā)動(dòng)機采用大凸輪設計和獨特的PT燃油系統,渦輪增壓進(jìn)氣。
該機組無(wú)法啟動(dòng),懷疑為氣缸套被拉,決定對其進(jìn)行大修。解體前放盡機油時(shí)發(fā)現油中混有大量柴油,根本無(wú)法起到良好的潤滑作用。拆除氣缸罩殼后發(fā)現R3、L4、L5三個(gè)氣缸的排氣口有少量柴油。拆除氣缸蓋,發(fā)現氣缸中也有柴油。打開(kāi)柴油機側板,拆下連桿瓦,拔出活塞。經(jīng)檢查,連桿瓦有較為嚴重的磨損。測量活塞環(huán)開(kāi)口間隙為1.20mm,遠大于標準(標準為第一道氣環(huán):0.50mm;第二道氣環(huán):0.40mm)
。因此決定更換活塞環(huán)、連桿瓦。
分析產(chǎn)生油底殼中進(jìn)柴油的原因有:
一、PT燃油泵
PT燃油泵的主要作用是將燃油加低壓(約0.8~1.2MPa)輸送至噴油器。
當PT泵聯(lián)軸器處主軸油封失效時(shí),燃油就會(huì )通過(guò)此油封,經(jīng)正時(shí)齒輪箱進(jìn)入油底殼。此時(shí),須更換PT泵主軸油封。
PT泵出口有一電磁和手動(dòng)兩用切斷閥,點(diǎn)火開(kāi)關(guān)打開(kāi)時(shí),電磁切斷閥打開(kāi),油路接通;點(diǎn)火開(kāi)關(guān)關(guān)閉時(shí),切斷閥密封圈在彈簧片作用下關(guān)閉,油路切斷。當切斷閥密封圈失效或者
柴油機工作一段時(shí)間后由于柴油中有雜質(zhì),使電磁閥關(guān)閉不嚴,燃油也會(huì )通過(guò)切斷閥自行流到噴油器,經(jīng)過(guò)燃燒室滲進(jìn)油底殼。
二、噴油器
噴油器的作用是將PT泵輸出的燃油計量、加壓(約110~120MPa)并將其噴入燃燒室。
當噴油器噴孔(正常時(shí)約為0.2032mm)過(guò)大或損傷時(shí),燃油在停機狀態(tài)下就會(huì )滴入燃燒室,滲進(jìn)油底殼。此時(shí),須拆檢、更換不正常的噴油器。如果噴油器上、下兩道O形密封圈失效,燃油隨時(shí)都會(huì )通過(guò)密封圈進(jìn)入氣門(mén)室和燃燒室,繼而滲進(jìn)油底殼。
三、燃油箱
PT燃油系統的燃油箱位置較高,燃油在停機狀態(tài)下經(jīng)過(guò)浮子油箱和PT泵自行流入噴油器經(jīng)過(guò)燃燒室滲進(jìn)油底殼。并且,由于油箱位置較高會(huì )造成回油不暢,特別是停機后回油壓力降低,如果油箱標高過(guò)高,回油無(wú)法回到油箱,只能經(jīng)噴油器進(jìn)入燃燒室進(jìn)而進(jìn)入油底殼。#1柴油發(fā)電機組以及同型號的#2柴油發(fā)電機組都曾有過(guò)無(wú)法停機的故障,由此判斷原因一存在,PT泵出口停機閥有故障。
經(jīng)檢查噴油器噴孔、O形密封圈一切良好,所以原因二不存在。經(jīng)測量燃油箱油位基本維持在1400mm高度,而噴油嘴標高為1260mm,而此機組為V型12缸布置,主軸每旋轉720°
12個(gè)氣缸都作一次功,即每60°有一個(gè)缸作功,因此停機時(shí)一定有某個(gè)缸的噴油器處于打開(kāi)位置,加上停機電磁閥不嚴,柴油就會(huì )經(jīng)PT燃油泵、噴油嘴進(jìn)入燃燒室,而活塞環(huán)開(kāi)口間隙大,柴油就由此進(jìn)入油底殼,原因三存在,并為此次故障的主要原因。
此次檢修更換了停機電磁閥,部分的解決了問(wèn)題,但如果運行時(shí)間一長(cháng),柴油雜質(zhì)進(jìn)入電磁閥,又會(huì )出現同樣的問(wèn)題,因此要從根本上解決,還需降低燃油箱的標高,但由于時(shí)間原因,#4汽輪機組運行后柴油機組必須進(jìn)入備用,因此留待下次停機處理。
此次故障除柴油機本身的原因外啟動(dòng)馬達和蓄電池也有原因,經(jīng)檢驗,兩個(gè)啟動(dòng)馬達只有一個(gè)能正常工作,進(jìn)行了更換。而蓄電池組由于不能提供啟動(dòng)所需的功率,
也進(jìn)行了更換。檢修后,機組經(jīng)調試無(wú)誤,進(jìn)入正常備用。柴油機油底殼中滲進(jìn)柴油后,會(huì )降低機油粘度和機油壓力以及降低機油中各種添加劑的百分百含量;如果滲入量較多,則會(huì )釀成柴油機燒瓦、拉缸等重大事故。此次活塞環(huán)、連桿瓦磨損嚴重就是因為機油中混入大量柴油以致無(wú)法形成潤滑油膜造成運動(dòng)部件的嚴重磨損。為避免此類(lèi)事故發(fā)生,提出以下建議:
一、根據主油箱高度適當降低燃油箱標高;
二、運行人員定期試機啟動(dòng)前應首先檢查機油油位、冷卻水箱水位;啟動(dòng)后檢查水溫表之讀數、油壓表之讀數,并進(jìn)行記錄。
三、對機組進(jìn)行定期保養,運行一定的時(shí)間后更換冷卻液、機油、機油濾芯、柴油濾芯。
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